POUVOIRS ROTATOIRES

Historique. — On savait déjà, par la belle découverte d’Arago (1), que la lumière polarisée, en traversant une plaque de quartz perpendiculaire à l’axe, éprouve dans son plan de polarisation une déviation, différente pour les divers rayons simples; on connaissait aussi, grâce aux expériences de Biol (2), les lois qui régissent ce phénomène, lorsque, en 1815, le hasard, «ce grand promoteur des nouveautés physiques,» fit apercevoir à ce dernier physicien, dans des expériences entreprises pour un autre but, la même propriété dans l’essence de térébenthine. Biotatliibua le phénomène «aux actions successives des particules même de l’essence (3).» Il constata, en effet, la proportionnalité entre la rotation et l’épaisseur traversée, l’indépendance entre cette rotation et l’étal de repos relatif ou do mouvement des particules (4) et la persistance du pouvoir rotatoire, quand les particules sont séparées les unes des autres, sans décomposition, jusqu’à prendre l’étal d& vapeur en mouvement.

Biot étendit ses recherches à d’autres liquides; il fit voir queles sucres, les gommes, le camphre, les essences, dissous dans

(1) Môm. do riiistitul, 1811 (1), 93.

(2) Mém. de l’Institut, 1812 (1), 218.

(3) Bull. dp. la soc. philomat., 1815, 190.

(4) Compt. rend., XVII, 1209.

des milieux inactifs (eau^ alcool, éther, huiles grasses) forment des liquides composés, optiquement actifs, lesquels tiennent leur propriété nouvelle uniquement de la substance dissoute; «car, lorsque celle-ci peut être observée isolément, soit liquéfiée par la chaleur, soit solidifiée à l’état amorphe, sans être chimiquement décomposée, on trouve toujours que, dans ces divers états, ses particules constituantes ont, par elles-mêmes, la propriété de dévier le plan de polarisation des rayons lumineux qui traversent leur ensemble (1).»

Dans les nombreuses expériences qu’il fit de 1815 à 1852 sur les dissolutions, Biot crut constater que les molécules actives se disséminaient dans le dissolvant inactif comme dans un espace libre, sans en éprouver aucune action qui modifiât sensiblement leur faculté rotatoire, constituant ainsi un liquide mixte physiquement homogène, doué lui-même du pouvoir rotatoire.

Dans ces conditions, soient:

a, la déviation absolue qu’un pareil système imprime au plan de polarisation des rayons lumineux d’une certaine réfrangibilité ;

I, la longueur de la colonne liquide Ira versée;

la densité de la solution à la lempérature de l’expérience; e, la quantité de substance active contenue dans 1 gramme de solution ;

en vertu du caractère moléculaire du phénomène, la déviation a est proportionnelle à l’épaisseur f et à la densité propre s$ delà substance active disssou te, d’où

O) Biot, Am. c/iim. phys., (3) LIX, 209.

[a] étant une constante, très-importante «comme critérium général des phénomènes rotatoires,» à laquelle Biol adonné le nom de pouvoir rotatoire moléculaire (4).

Pour appliquerla formule aux liquides physiquement homogènes, qui|exercent pareux-mèmes le pouvoir rotatoire, quand on les observe isolément, il n’y a qu’à y faire « = 1; alors l’expression se réduit à (2)

Après avoir cru pendant de longues années à la constance du pouvoir rotatoire des substances actives en dissolution, Biot, en recourant à des artiflces d’une grande délicatesse, reconnut, enfin, qu’il n’en était pas ainsi pour l’acide tarlrique, pour le

(1) Cette expressiôn pouvant prêter à l’équivoque, en éveillant l’idée d’une quantité liée au poids moléculaire de la substance active, plusieurs physiciens préfèrent celle do pouvoir rotatoire spécifique.

M. Krecke {Arch- néerlànd. VI, 354), réserve l’expression de pouvoir rotatoire moléculaire pour le produit

M. Th. Tliomsen (Ber., 18841, !2'264), pour la centième partie de ce produit

m étant le poids moléculaire de la substance active.

(2) Dans un but de commodité pratique, on donne souvent à l’expression (a) l’une des formes :

W = /- ou [«]=-

tà ■=.- eXe= ~—,

si P et f/ désignent respectivement les poids de substance active et de dissolvant contenus dans un volume v de solution.

sucre de canne, pour l’essence de térébenthine, pour le camphre, etc. Ses nouvelles expériences le conduisirent à cette conclusion : « Que les substances douées du pouvoir rotatoire, lors- » qu’elles sont dissoutes dans des milieux inactifs, qui ne les «attaquent pas chimiquement, contractent avec eux une com- • binaison passagère, sans proportions fixes, laquelle impres- «sionne toute leur masse et subsiste tant que le système mixte «conserve l’état de fluidité (1). »

Comme conséquence, la variabilité du pouvoir rotatoire avec la concentration devait être la règle générale de cette classe de phénomènes.

On sait parfaitement, aujourd'hui, que le pouvoir rotatoire d’un corps en dissolution, pour une radiation de réfrangibilité donnée, n’est pas une constante absolue; il est sous la dépendance d’un assez grand nombre de circonstances, telles que la température, la concentration, la nature du dissolvant, la présence de sels minéraux, le temps. Nous allons examiner successivement Tinfluence de chacune de ces conditions.

Influence de la tempéralure. — L’influence de la température sur le pouvoir rotatoire des liquides a été reconnue et étudiée d’abord par Biot dans les dissolutions d’acide tartrique (2).

Divers savants se sont ensuite successivement occupés de la même question, notamment:

Bouchardat, sur l’essence de térébenthine (3) et sur la quinine (4); Mitscherlich, sur les sucres lévogyres (5) ; M. Ger-

(1) Ann. c/tim. phys. (3), XXXVI, 257, 405 ; 1852.

(2) Coinpt. rend. XV, 92; XVI, 229; 1836 et 1837.

(3) Ann. chim. phys. (3), LIX, 273.

(i) Compt. rend., séance du 9 octobre 1843.

{5)Compt. rend, de l’^cad. de Berlin.

nez, sur les essences de bigarade, d’orange, de térébenthine(1); M. Tuchschmid, sur le sucre de canne, le sucre interverti, le camphre, l’acide tartrique (2); M. Krecke,sur l’acide lartrique et les tartres (3); M. Draper, sur la quinine et sur le monosulfate de quinine (4): M.O. Hesse, sur les alcaloïdes du quinquina(5); dj M. Ca/amajor, sur le sucre interverti (6); M. Landolt, sur ' le sucre interverti et sur les acides tartriques (7); M.E. Meissl, sur la galactose et sur la rnaltose (8),

Des observations faites, il résulte: que les variations de température sont sans influence sensiblesur les pouvoirs rotatoires du sucre de canne, de la glucose, du camphre; qu’elles agissent, au contraire, d’une façon plus ou moins marquée sur les pouvoirs rotatoires de la lévulose, de la galactose, des essences de térébenthine, de bigarade, d’orange, des alcaloïdes du quinquina, des acides tartriques.

Nous donnons ci-après, pour un certain nombre des substances, les relations empiriques entre la température et le pouvoir rotatoire :